模具设计第八章-推出机构设计

第二篇注射成型模具设计第八章推出机构设计本章能力目标1.能看懂各种推出机构结构图、动作原理和模具结构图2.具有设计或选择推出结构中零件3.具有装配推出结构的能力本章知识目标1.掌握各种推出机构的类型及动作原理，推出机构和模具整体结构的关系2.熟悉各类一次推出机构3.了解其它各类推出结构的原理第八章推出机构设计在注射成型的每一周期中，必须将塑件从模具型腔中脱出，这种把塑件从型腔中脱出的机构称为脱模机构，也可称为顶出机构、脱模机构或推出机构。8.1推出机构的结构组成与分类8.1.1推出机构的结构组成推出机构组成：推出部件（推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板、推杆垫板、限位钉）推出导向部件（推杆导柱、推杆导套、推板导套、推板导柱）复位部件（复位杆）。（如图8.1）说出模具图中各零件的名称。8.1推出机构的结构组成与分类8.1.1推出机构的结构组成8.1推出机构的结构组成与分类8.1.2推出机构的分类1、按动力来源分类（1）、机动推出机构：利用开模动作，由注射机的推出机构，将塑件从动模部分推出（2）、液压（气动）推出机构：用液压（气）缸的顶杆(活塞杆)推动推出机构将塑件从动模部分推出；（3）、手动推出机构：由人工操作的推出机构推出件。①模内手工推出：常用于塑件滞留在定模一侧的情况②模外手工推出8.1推出机构的结构组成与分类8.1.2推出机构的分类①简单推出机构：推杆、推管和推件板推出机构；②复杂推出机构：定模推出机构、二次推出机构、浇注系统推出机构、带螺纹的推出机构、多次分型推出等的推出机构。2、按推出元件的类别分类推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶件机构3、按模具的结构特征分类2.保证塑件推出时不变形不损坏（脱模力与接触面积）脱模力作用位置靠近型芯脱模力应作用于塑件刚度及强度最大的部位作用力面积尽可能大1.尽量使塑件留于动模一侧（主型芯）塑件留于动模推出机构简单，否则要设计定模推出机构。8.1推出机构的结构组成与分类8.1.3推出机构的设计要求3．塑件外观良好（顶出痕迹的处理p181）4．合模时应使推出机构正确复位5．结构可靠（足够的强度、刚度、运动灵活、加工、更换方便）8.1推出机构的结构组成与分类8.1.3推出机构的设计要求6.尽量选在垂直壁厚的下方，可以获得较大的顶出力。7.每一副模具的顶杆直径最好是加工成直径相同的，使加工容易。附加:9.把塑件推出模具10mm左右；如果脱模斜度较大时可以顶出塑件深度的2/3就可以了。8.圆推杆的顶部不是平面时要防转。8.1推出机构的结构组成与分类8.1.3推出机构的设计要求8.2推出力的计算推出力（脱模力）就是脱模机构使塑件脱模所需的力。1.注射成型体积收缩，对型芯产生包紧力，塑件从模具中推出时，就必须先克服因包紧力而产生的摩擦力。2.对底部无孔的筒、壳类塑料制件，克服大气压力。3.克服机构本身运动的摩擦阻力。另外塑件刚开始脱模时，所需的脱模力最大，其后，推出力的作用仅仅为了克服推出机构移动的摩擦力。8.2推出力的计算μ—---塑料与钢的摩擦系数，聚碳酸酯、聚甲醛取0.1～0.2，其余取0.2～0.3P—---塑料对型芯的单位面积上的包紧力。一般情况下：模外冷却的塑件p＝（2.4～3.9）×107Pa；模内冷却的塑件p＝（0.8～1.2）×107Pa—--盲孔塑件垂直于推出方向的投影面积A—---塑件包容型芯的面积α—----脱模斜度。A1)脱模力的大小主要与塑件包络型芯侧面积的大小有关2)脱模力大小与型芯的脱模斜度有关脱模斜度越大，脱模力越小。3)脱模力的大小与型芯的表面粗糙度有关表面粗糙度值越低，型芯表面越光洁，所需的脱模力就越小。4)脱模力的大小与塑件的结构有关塑件厚度越大、形状越复杂，冷却凝固时所引起的包紧力和收缩应力越大，则所需的脱模力越大。脱模力的大小还与塑件底部是否有孔有关。影响塑件脱模力的因素：8.2推出力的计算5)脱模力的大小与注射工艺有关注射压力越大，包紧型芯的力越大，所需脱模力越大；注射时模具温度越高，所需的脱模力越小；塑件在模内停留时间越长，所需的脱模力越大。6)脱模力的大小与成型塑件的塑料品种有关同一模腔中多个凹凸形状之间由于相对位置引起塑料收缩应力以及塑件与模具型腔之间粘附力在脱模力计算过程中有时也不可忽略。影响塑件脱模力的因素：8.2推出力的计算8.3简单推出机构8.3.1推杆推出机构推杆推出机构的工作原理（如图所示）开模后，靠注射机的机械推杆或脱模油缸使脱模机构运动，推动塑件脱落。合模时，靠复位杆使脱模机构复位。推杆推出机构是推出机构中最简单、动作最可靠、最常见结构形式。简单推出机构又称一次推出机构，它是指开模后在动模一侧用一次推出动作完成塑件的推出。一次推出机构包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块或凹模推出机构和多元综合推出机构等，这类推出机构最常见，应用也最广泛。动画8.3.3.1.08.3简单推出机构推杆推出机构特点：1）设置推杆的自由度较大；2）推杆制造、修配方便，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度；3）推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠；4）推杆损坏后也便于更换。1．推杆的形状①直通式推杆，尾部采用台肩固定，是最常用的形式；②阶梯式推杆，一般直径小于2.5～3mm时采用；③顶盘式推杆，亦称锥面推杆，推出面积比较大，适合于深筒形塑件的推出。推杆的工作端面直接作用在塑件的表面上，会使塑件留下推杆的痕迹.8.3简单推出机构8.3.1推杆推出机构8.3.1.1推杆的形状和固定形式8.3简单推出机构8.3.1推杆推出机构8.3.1.1推杆的形状和固定形式2、推杆截面形状：（1）圆形截面（2）矩形(包括方形)截面，四角尽量制出小的圆角，以避免锐角。这种截面的推杆常常设置（3）腰圆形推杆，强度高，可代替矩形推杆，（4）半圆形推杆，推出力与推杆中心略有偏心，常用于推杆位置有局限场合。推杆工作端面形状选择是根据不同塑件的各自不同特点而定的。在设计时应考虑到要有足够的刚性，以承受推出阻力，否则就可能在推出时变形。8.3简单推出机构8.3.1推杆推出机构8.3.1.1推杆的形状和固定形式3、推杆的固定与配合(1)推杆的固定如右图（p183图8.5）(2)推杆的配合一般直径为d的推杆，在推杆固定板上的孔应为d+lmm；推杆台阶部分的直径常为d十5mm；推杆固定板上的台阶孔为d+6mm。8.3简单推出机构8.3.1推杆推出机构8.3.1.1推杆的形状和固定形式推杆与推杆孔的配合：H8／f7～H8／f8间隙配合(推杆直径大、塑料流动性差，取H8／f8，反之采用H8／f7)推杆与推杆孔的配合长度：当d5mm时，配合长度可取12～15mm；当d5mm时，配合长度可取(2～3)d。推杆工作端配合部分的粗糙度Ra一般取0.8µm。(2)推杆的配合3、推杆的固定与配合H8/f7~H8/f8,Ra0.88.3简单推出机构8.3.1推杆推出机构8.3.1.1推杆的形状和固定形式推杆的材料：T8A、T10A，硬度为50～54HRC，自制推杆65Mn弹簧钢，硬度为46～50HRC，推杆标准件。4、推杆的材料与热处理要求8.3简单推出机构8.3.1推杆推出机构8.3.1.1推杆的形状和固定形式8.3简单推出机构8.3.1推杆推出机构8.3.1.2推杆位置的选择(p184图8.6)1）选择在脱模阻力最大的地方2）选择应保证塑件推出时受力均匀3）选择时应注意塑件的强度和刚度4）选择还应考虑推杆本身的刚性5）避开冷却水道和侧抽芯机构6）推杆的工作端面与相应处型腔底面平齐或高出型腔0.05～0.1mm。8.3简单推出机构8.3.2推管推出机构1．推管推出机构的基本形式定义：推管是一种空心的推杆，它适于环形、筒形塑件或塑件上带有孔的凸台部分的推出。应用：用于塑件直径较小、深度较大的圆筒形部分的脱模，其脱模的运动方式与推杆脱模机构相同。①如图8.7a(最常用)推管固定在推杆固定板上，中间型芯固定在动模座板上的形式。特点：常用的推管推出机构,结构定位准确，推管强度高，型芯维修和更换方便，缺点是型芯太长。8.3简单推出机构8.3.2推管推出机构1．推管推出机构的基本形式②如图8.7b(方销固定型)用键将型芯固定在动模板上，适于型芯较大的场合。但推管要让开键，必须在其上面开槽，推管的强度会受到一定影响。③如图8.7c(螺钉固定型)为型芯固定在动模板上，推管在动模板内移动的形式推管较短，刚性好，制造方便，装配容易，但动模板需要较大的厚度，适于推出距离较短的场合。注意：在动模板内的推板和推管固定板上一定要设置复位杆，否则推管推出后，合模时无法复位2．推管的固定与配合(P185图8.8)推管与模板孔和型芯之间均可采用H8／f7或H8／f8的配合。推管与型芯的配合长度为顶出行程+3～5mm模板孔之间的配合长度为（1.5～2）D，其余部分扩孔8.3简单推出机构8.3.2推管推出机构8.3简单推出机构8.3.3推件板推出机构1．推件板推出机构的基本形式(P185图8.9)应用:对一些深腔薄壁和不允许留有推杆痕迹的塑件，可采用推件板脱模机构。推件板脱模机构结构简单。特点:推动塑件平稳，推出力均匀。推出面积大，也是一种最常用的脱模机构形式。缺点:但当型芯周边形状复杂时，推件板的型孔加工困难。适于内腔为圆形或矩形等较为规则的薄壁塑件动作原理动画8.3.3.1推件板和型芯的配合精度与推管和型芯相同即H7/f7~H8/f7的配合8.3简单推出机构8.3.3推件板推出机构1．推件板推出机构的基本形式8.3简单推出机构8.3.3推件板推出机构2．推件板推出机构的改进形式②当推件板顶出不带通孔的深腔、小脱模斜度的壳类塑件时，为防止顶出时塑件内部形成真空，应考虑采用进气装置①减少推件板与型芯的摩擦(锥度+间隙配合)推件板推出时的引气装置8.3简单推出机构8.3.3推件板推出机构1．推件板推出机构的基本形式8.3简单推出机构8.3.4活动镶件及凹模推出机构活动镶件是活动的成型零件动作原理动画8.3.4.1有些制品限于结构形状和所用材料（如透明度）的关系，不能用推杆、推管等结构，可用活动镶块或凹模推出机构。平板带凸缘的制品，表面不允许有推出痕迹，且平面要求较高，用推件板推出会粘附模具时用推块脱模机构。8.3简单推出机构8.3.4推块脱模机构(附加)推块推出机构8.3简单推出机构8.3.4推块脱模机构(附加)8.3.4气压脱模机构(附加)当脱模阻力不大或脱出软质塑料件时，可采用压缩空气脱模或推件板脱模辅以气压脱模的结构形式。8.3简单推出机构8.3.4气压脱模机构(附加)8.3简单推出机构8.3.5多元件综合脱模机构对于结构形状复杂的塑件，如果采用单一的脱模形式，不能保证塑件的顺利脱模，往往需要采用两种或两种以上的脱模元件联合脱模8.3简单推出机构8.3.5多元件综合脱模机构动画8.3.5.1多元推出机构8.3.6推出机构的导向与复位8.3简单推出机构推出机构在模具中作往复运动，为了使其动作灵活，防止推板在顶出过程中歪斜，造成推杆或复位杆变形、折断，减小推杆和推杆孔之间摩擦，在脱模机构中一般应设导向机构8.3.6.1推出机构导向推出机构导向装置通常由推板导柱和推板导套组成（如图8.14a）；对于小模具可以由推板导柱直接和推杆固定板上的孔组成（如图8.14c）；对于型腔简单推杆少的小模具还可以由复位杆做为导向。8.3.6推出机构的导向与复位8.3简单推出机构8.3.6.1推出机构导向(P188,图8.14)8.3.6推出机构的导向与复位8.3简单推出机构8.3.6.2推出机构的复位脱模机构在完成塑件脱模后，必须使其回到初始位置，除推件板脱模机构外，其它脱模机构均需设复位零件使其复位1、复位杆复位2、推杆推管兼复位杆复位3、弹簧复位动画8.3.6.2.1弹簧先复位2动画8.3.6.2.2摆杆式先复位动画8.3.6.2.3弹簧先复位1动画8.3.6.2连杆先复位1动画8.3.6.2连杆先复位2动画8.3.6.2偏转杆先复位动画8.3.6.2三角块式先复位动画8.3.6.2杆杠式先复位8.